Dreiphasige Stromkreise sind weit verbreitet, da sie im Vergleich zu einphasigen Stromkreisen eine Reihe von Vorteilen bieten Gleichstrom. In diesem Artikel betrachten wir das Konzept eines dreiphasigen Stromkreises sowie seine Vorteile gegenüber den anderen.

Das Konzept eines dreiphasigen Stromkreises

Ein dreiphasiger Stromkreis ist also ein Stromkreis, in dessen Zweigen sich drei EMFs befinden, die sich zeitlich nach einem harmonischen Gesetz (Sinusgesetz) mit gleicher Frequenz ändern, jedoch eine Phasenverschiebung zueinander um einen Winkel aufweisen gleich 2π / 3 (120 0).

Um ein dreiphasiges harmonisches Signal zu erhalten, werden dreiphasige Synchrongeneratoren verwendet, in deren drei Statorwicklungen (Ankerwicklungen) diese EMFs induziert werden.

Mit den in der folgenden Abbildung angegebenen positiven EMF-Richtungen (von den Enden der Phasen x, y, z bis zu ihren Anfängen a, b, c):

EMF ändert sich gemäß den folgenden Ausdrücken:

Nachfolgend finden Sie Diagramme, die zeigen, wie sich diese Werte im Laufe der Zeit ändern:

Bei der Kombination des EMF-Vektors E a mit der Achse der reellen Werte der komplexen Ebene:

Wir erhalten Ausdrücke für den EMF, dargestellt in komplexe Form:

Es ist auch zu beachten, dass die EMF E a bei der Erstellung von Vektordiagrammen normalerweise vertikal nach oben gerichtet ist, was wiederum einer Drehung der komplexen Ebene um 90 0 gegen den Uhrzeigersinn entspricht. In diesem Fall dürfen die Achsen der imaginären und realen Größen nicht angegeben werden:

Mithilfe der positiven Richtung und Informationen über die Änderungsgesetze der EMF bzw. der entsprechenden Diagramme können Sie jederzeit die tatsächlichen Richtungen und Momentanwerte der EMF ermitteln. Also zum Beispiel für t = 0, e a = 0, a:

Für den Fall, dass e b< 0, а e c >0, dann werden bei t \u003d 0 die EMF e c und e b in verschiedene Richtungen gerichtet.

Wenn Sie sich Diagramm b) ansehen, das ein dreiphasiges harmonisches Signal zeigt, können Sie sehen, dass Phase A zuerst den Maximalwert erreicht, dann Phase B und erst dann Phase C. Diese Reihenfolge erreicht das Erreichen ihrer Maximalwerte (Amplituden). Von den Phasen spricht man von der direkten Abfolge der Wechselphasen. Wenn der Rotor Synchrongenerator in die entgegengesetzte Richtung gedreht, dann wäre die Phasenfolge umgekehrtes C-B-A, und dies wäre die umgekehrte Phasenfolge. Aus dieser Reihenfolge ergibt sich die Drehrichtung sowohl von Drehstrom-Asynchronmaschinen als auch von Drehstrommaschinen Synchronmaschinen. Berechnungen und Analysen von Drehstromkreisen erfolgen in der Regel unter der Annahme, dass das System eine direkte Phasenfolge aufweist.

Symmetrische und unsymmetrische Dreiphasensysteme

Ein System aus drei EMFs wird als symmetrisch bezeichnet, wenn alle drei Phasenspannungen und -ströme gleich sind effektive Werte, eine Verschiebung zueinander um einen Winkel von 2π/3 oder 120 0 aufweisen.

Von einem asymmetrischen System spricht man, wenn die Effektivwerte von Strömen und Spannungen ungleich sind oder der Phasenverschiebungswinkel nicht 2π/3 oder 120 0 beträgt.

Synchron Drehstromgeneratoren ein symmetrisches EMK-System haben.

Stromversorgung von Verbrauchern aus einem dreiphasigen Stromversorgungssystem

In sehr seltenen Fällen werden Stromverbraucher direkt von Generatoren versorgt. Derartige Systeme kommen nur bei Notstromausfällen zum Einsatz (Dieselgeneratoren o.ä.). Benzingeneratoren) oder an Orten, an denen das Ziehen von Stromleitungen wirtschaftlich nicht sinnvoll ist.

Daher beziehen Verbraucher elektrischer Energie größtenteils Strom aus Sekundärwicklungen Transformatoren, die ebenso wie Generatoren über ein nahezu symmetrisches EMK-System verfügen. Daher berücksichtigen sie in der Regel selten, was die EMF an der Last erzeugt – Transformatoren oder Generatoren.

Aus dreiphasigen Stromquellen werden nicht nur dreiphasige Verbraucher, sondern auch einphasige und größtenteils auch Gleichstromverbraucher (über gesteuerte oder ungeregelte Gleichrichter) versorgt.

Auch Dreiphasenempfänger Elektrische Energie kann als ein Gerät betrachtet werden, das aus drei Stromkreisen mit zwei Anschlüssen und denselben Parametern besteht, die an jeden Draht des Stromkreises angeschlossen sind und zwischen denen Spannungen liegen, die um einen Winkel von 2π zueinander phasenverschoben sind / 3 oder 120 0. Jedes Netzwerk mit zwei Anschlüssen wird als Phase des Netzwerks bezeichnet Wechselstrom. Die häufigsten dreiphasigen Verbraucher sind – asynchrone Elektromotoren, Elektromagnete, Elektroöfen.

Ein einphasiger Stromempfänger kann als gewöhnliches Netzwerk mit zwei Anschlüssen betrachtet werden, das für den Anschluss an zwei Drähte des Netzwerks ausgelegt ist und im Gegensatz zu einem dreiphasigen eine Spannung hat. Einphasige elektrische Empfänger umfassen Beleuchtungslampen, asynchrone Elektromotoren geringer Strom, elektrische Haushaltsgeräte und andere Geräte.

Vorteile von Dreiphasensystemen

Im Gegensatz zu einphasigen Systemen haben dreiphasige Systeme eine Reihe von Vorteilen, nämlich:

• Es ist das dreiphasige System, das es ermöglicht, ein rotierendes Magnetfeld zu erhalten, das den Einsatz von dreiphasigen asynchronen Elektromotoren ermöglicht;
• Verbessert die technische und wirtschaftliche Leistung von Transformatoren und Generatoren;
• Vereinfacht das System zur Erzeugung und Übertragung elektrischer Energie vom Generator zum Verbraucher;
• Ermöglicht den Anschluss von elektrischen Empfängern an das Netzwerk, die für unterschiedliche Spannungswerte (linear und phasig) ausgelegt sind.

Am weitesten verbreitet sind Dreiphasensysteme. Elektrische Energie weiter entwickelt Kraftwerke, wird in Form von Drehstromenergie an die Verbraucher geliefert und verteilt.

Wenn das Ende jeder Phase der Generatorwicklung mit dem Anfang der nächsten Phase verbunden wird, entsteht eine Dreieckschaltung. Drei zur Last führende Leitungsdrähte werden an die Anschlusspunkte der Wicklungen angeschlossen.

Auf Abb. 5 zeigt einen dreiphasigen Stromkreis mit Dreieckschaltung. Wie aus Abb. ersichtlich ist. 5, in Dreiphasenschaltung, verbunden durch ein Dreieck, Phasen- und Linearspannungen sind gleich Ul = Uf

Reis. 5. Dreiphasige Dreieckschaltung

Lineare und Phasenlastströme sind durch das erste Kirchhoff-Gesetz für die Knoten a, b, c miteinander verbunden:

Somit, bei symmetrische Belastung Il \u003d √3 Wenn

Dreiphasige Sternschaltungen sind häufiger anzutreffen als dreiphasige Dreieckschaltungen. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass erstens in einem Sternkreis zwei Spannungen erhalten werden können: linear und phasenförmig. Zweitens, wenn die Wicklungsphasen elektrische Maschine, durch ein Dreieck verbunden, befinden sich in unterschiedlichen Zuständen, es treten zusätzliche Ströme in der Wicklung auf, die diese belasten. In den Phasen einer nach dem „Stern“-Schema angeschlossenen elektrischen Maschine fehlen solche Ströme.

3.2 Berechnung symmetrischer Betriebsweisen von Drehstromkreisen

Dreiphasenstromkreise sind eine Art Sinusstromkreise und daher gelten für sie alle zuvor betrachteten Berechnungs- und Analysemethoden in komplexer Form vollständig.

Man spricht von einem Drehstromempfänger und allgemein von einer Drehstromschaltung symmetrisch , wenn in ihnen komplexe Widerstände jeweiligen Phasen sind gleich , d.h. Z A = Z B = Z C . Ansonsten sind sie es asymmetrisch . Gleichheit der Module angegebenen Widerstände ist nicht ausreichend Symmetriebedingung Ketten. So zum Beispiel der dreiphasige Empfänger in Abb. 6 ist symmetrisch und in Abb. 7 - nein.

Reis. 6. Abb. 7.

Wird ein symmetrisches dreiphasiges Generatorspannungssystem an einen symmetrischen Drehstromkreis angelegt, so entsteht darin ein symmetrisches Stromsystem. Diese Betriebsart wird als Drehstromkreis bezeichnet symmetrisch . In diesem Modus sind die Ströme und Spannungen der entsprechenden Phasen betragsmäßig gleich und um einen Winkel phasenverschoben

. Aus diesem Grund erfolgt die Berechnung solcher Schaltungen für eine Phase, die üblicherweise als Phase angenommen wird A . In diesem Fall werden die entsprechenden Größen in anderen Phasen durch formale Addition zum Phasenvariablenargument erhalten A Phasenverschiebung

während das Modul unverändert bleibt. Für die symmetrische Funktionsweise der Schaltung in Abb. 8

mit bekannten linearen Spannungen und Phasenwiderständen Z AB \u003d Z BC \u003d Z CA \u003d Z kann geschrieben werden

wobei der Phasenverschiebungswinkel φ zwischen Spannung und Strom durch die Art der Last Z bestimmt wird.

Basierend auf dem oben Gesagten sind die Ströme in den anderen beiden Phasen dann:

Komplexe linearer Ströme können mithilfe eines Vektordiagramms ermittelt werden, woraus folgt

Ein Beispiel für die Berechnung des symmetrischen Betriebs eines dreiphasigen Stromkreises ist in Anhang 3 aufgeführt.

4. Stromkreise mit periodischem nicht-sinusförmigem Strom

Periodische nicht-sinusförmige Ströme und Spannungen in Stromkreise entstehen, wenn in ihnen eine nichtsinusförmige EMF einwirkt oder in ihnen nichtlineare Elemente vorhanden sind. Echte EMF, Spannungen und Ströme in Stromkreisen eines sinusförmigen Wechselstroms unterscheiden sich aus verschiedenen Gründen von einem sinusförmigen. Im Energiesektor ist das Auftreten nichtsinusförmiger Ströme oder Spannungen unerwünscht, weil verursacht zusätzliche Energieverluste. Allerdings gibt es große Bereiche der Technik (Funktechnik, Automatisierung, Computertechnik, Halbleiterwandlertechnik), in denen nichtsinusförmige Größen die Hauptform von EMK, Strömen und Spannungen darstellen.

Betrachten Sie kurze theoretische Informationen und eine Methode zur Berechnung linearer Stromkreise, wenn sie Quellen periodischer nicht-sinusförmiger EMF ausgesetzt sind.

4.1 Erweiterung einer periodischen Funktion in eine trigonometrische Reihe

Bekanntlich ist jede periodische Funktion, die eine endliche Anzahl von Diskontinuitäten erster Art und eine endliche Anzahl von Maxima und Minima pro Periode aufweist,

lässt sich zu einer trigonometrischen Reihe (Fourierreihe) entwickeln:

Das erste Mitglied der Serie heißt konstante Komponente , der zweite Term ist Grundschwingung oder erste Harmonische . Die übrigen Mitglieder der Serie werden aufgerufen höhere Harmonische .

Wenn in dem Ausdruck die Sinuswerte der Summe jeder der Harmonischen angegeben werden sollen, dann hat dies die Form:

Im Falle einer analytischen Spezifikation der Funktion F (ωt)-Reihenkoeffizienten können mit den folgenden Ausdrücken berechnet werden:

Anschließend werden die Amplituden und Anfangsphasen der harmonischen Komponenten der Reihe berechnet:

Die Koeffizienten der Fourier-Reihe der meisten in der Technik vorkommenden periodischen Funktionen sind in Referenzdaten oder in Lehrbüchern der Elektrotechnik angegeben.

Drehstromkreise

Mehrphasen- und Dreiphasensysteme. Das Prinzip der Erzielung einer dreiphasigen EMF

Eine mehrphasige Stromversorgung besteht aus einer Reihe von EMFs derselben Frequenz, die in der Phase relativ zueinander verschoben sind. Die Kombination aus einer mehrphasigen Quelle und einem mehrphasigen Empfänger bildet einen mehrphasigen Stromkreis. Die einzelnen Stromkreise, aus denen ein Mehrphasensystem besteht, werden Phasen genannt. Phase ist also ein zweifaches Konzept. Dabei handelt es sich einerseits um ein Stadium eines periodischen Prozesses, andererseits um einen Teil eines mehrphasigen Stromkreises.

Wenn die Anzahl der Phasen m=3 ist, erhalten wir ein dreiphasiges System. Das Drehstromsystem ist das wichtigste System für die Stromversorgung von Unternehmen. Aufgrund der technischen und wirtschaftlichen Eigenschaften bietet Drehstrom die wirtschaftlichste Übertragung elektrischer Energie und ermöglicht die Erstellung einfacher, zuverlässiger und wirtschaftlicher Transformatoren, Generatoren und Elektromotoren.

Bahnbrechende Forschung, die zur Umsetzung führte Dreiphasensysteme wurden von Nikola Tesla (Herkunft – Österreich-Ungarn, heute – Kroatien) und dem russischen Wissenschaftler Dolivo-Dobrovolsky hergestellt.

Die wichtigsten Erfindungen im Zusammenhang mit dreiphasigen Stromversorgungssystemen wurden von Tesla gemacht und patentiert. Gleichzeitig sind die Arbeiten von Dolivo-Dobrovolsky, der als erster den Drehstrom für industrielle Zwecke nutzte, von großer theoretischer und praktischer Bedeutung. Alle Verbindungen des Drehstromkreises: Transformatoren, Generatoren, Übertragungsleitungen und Motoren wurden von M.O. entwickelt. Dolivo-Dobrovolsky so tiefgreifend, dass sie sich bis heute nicht grundlegend verändert haben.

In einigen technischen Geräten werden Zweiphasen-, Vierphasen- und Sechsphasensysteme verwendet.

Bei Drehstromgeneratoren entsteht ein dreiphasiges EMF-System. Ein solcher Generator besteht aus einem Stator und einem Rotor. In den Statornuten befinden sich drei um 120° räumlich zueinander versetzte Wicklungen. Der Rotor ist als Permanentmagnet oder Elektromagnet ausgeführt. Wenn es sich dreht, wird in den Wicklungen EMF induziert, deren Momentanwertdiagramme in Abb. dargestellt sind. 1

Alle EMFs des betrachteten Systems haben gleiche Amplituden E m und sind relativ zueinander um einen Winkel von 120° phasenverschoben. Ein solches EMF-System wird als symmetrisch bezeichnet.

Dreiphasiges symmetrisches System

Wir nehmen den Ursprung in dem Moment, in dem e a \u003d 0 ist, und schreiben die Momentanwerte aller EMF.

e L1 =E M *Sündeω T

e L2 =E M *Sünde(ω T-120° )

e L3 =E M *Sünde(ω T-240° )= E M *Sünde(ω t+120)

In symbolischer Form (in Form komplexer Amplituden):

,

,

, Wo

.

Vektordiagramm Das symmetrische Dreiphasensystem ist in Abb. dargestellt. 2.

Ein symmetrisches Dreiphasensystem hat die Eigenschaft:

,

.

Diese Eigenschaft gilt auch für Ströme mit symmetrischer Belastung.

Anschlussarten von Drehstromkreisen .

Es gibt zwei Hauptarten von Wicklungsanschlüssen für Transformatoren, Generatoren und Empfänger in Drehstromkreisen: Sternschaltung und Dreieckschaltung.

Die Sternschaltung von Quelle und Empfänger ist in Abb. 3 dargestellt.

Die Spannungen an den Anschlüssen der einzelnen Phasen des Empfängers oder der Quelle werden Phasenspannungen genannt.

- Phasenspannungen. Die Spannungen zwischen den Leitungsdrähten, die die Drehstromquelle mit dem Empfänger verbinden, werden als Leitungsspannungen bezeichnet.

- Netzspannungen. Die in den Empfänger- oder Generatorphasen fließenden Ströme werden Phasenströme genannt. Ströme, die in linearen Drähten fließen, werden lineare Ströme genannt. Bei einer Sternschaltung sind die linearen Ströme offensichtlich

sind Phasenströme. Der Draht, der die Nullknoten der Quelle und des Empfängers (Knoten n, N) verbindet, wird als Nulldraht (gemeinsamer Neutralleiter) bezeichnet. Nach dem aktuellen Kirchhoff-Gesetz beträgt der Strom im Neutralleiter

.

Bei symmetrischer Belastung sind die Ströme in den Phasen gleich. Dann

=

Der Strom im Neutralleiter ist Null. Daher kann bei einer symmetrischen Last die Quelle mit nur drei linearen Drähten an die Last angeschlossen werden.

Auf Abb. In Abb. 4 zeigt ein Vektordiagramm der Schaltung im symmetrischen Modus und einem aktiv-induktiven Charakter der Last, bei dem die Ströme den Spannungen nacheilen.

Lassen Sie uns die Beziehung zwischen linearen und Phasenspannungen ermitteln. Lineare Spannungen werden als Phasenspannungsdifferenzen definiert.

;

;

.

Aus dem gleichschenkligen Dreieck folgt ANB

.

Auf Abb. 5 zeigt die Verbindung von Quelle und Empfänger mit einem Dreieck

Bei dieser Anschlussart werden Phasen-EMKs in Reihe geschaltet. Die gemeinsamen Punkte jedes Paares von Phasen-EMFs und die gemeinsamen Punkte jedes Paares von Empfängerzweigen sind durch lineare Drähte verbunden. Auf den ersten Blick handelt es sich bei einer solchen Verbindung von Phasen-EMK um einen Notkurzschlussmodus. Man sollte jedoch nicht vergessen, dass die Summe der Momentanwerte der EMF einer dreiphasigen symmetrischen Quelle zu jedem Zeitpunkt Null ist.

Auf Abb. In Abb. 6 zeigt Vektordiagramme von Spannungen und Strömen für einen symmetrischen Modus und eine aktiv-induktive Last für eine Dreieckschaltung.

Lineare Ströme werden als Phasenstromdifferenzen definiert:

;

;

.

Dabei:

;

.

Berechnung von Drehstromkreisen mit unsymmetrischer Belastung.

Die Berechnung eines Drehstromkreises beim Anschluss der Quelle an den Empfänger über ein Dreieck enthält gegenüber der Berechnung eines herkömmlichen Sinusstromkreises nichts grundsätzlich Neues. In der Schaltung in Abb. 5 Finden Sie die Phasenströme:

;

;

.

Basierend auf den gefundenen Phasenströmen ermitteln wir Leitungsströme basierend auf dem Kirchhoffschen Stromgesetz:

;

;

.

Ebenso wird ein dreiphasiger Stromkreis berechnet, wenn Quelle und Empfänger durch einen Stern mit Neutralleiter verbunden sind (Abb. 3). Nach dem Ohmschen Gesetz ermitteln wir Phasenströme:

;

;

.

Phasenströme bei Sternschaltung sind lineare Ströme. Der Strom im Neutralleiter wird nach dem aktuellen Kirchhoff-Gesetz bestimmt:

.

Um einen asymmetrischen Drehstromkreis bei sternförmiger Verbindung mit einer Dreileiterleitung zu berechnen, verwenden wir die Zwei-Knoten-Methode.

Reis. 7

Bestimmen wir die Spannung zwischen den Nullpunkten von Quelle und Last -

, die als neutrale Vorspannung bezeichnet wird.

Spannung kennen

, bestimmen wir die linearen (es sind auch Phasen-)Ströme nach dem Ohmschen Gesetz für einen Abschnitt des Stromkreises mit EMF:

=

,

.

Ähnlich

Die Spannung an den Lastphasen beträgt:

,

,

.

Betrachten Sie zwei Sonderfälle asymmetrischer Belastung.

1) Kurzschluss einer der Phasen der Last mit gleichen Widerständen in den anderen beiden Phasen.

,

.

Neutrale Vorspannung

Bestimmen Sie durch einen bekannten Ausdruck, nachdem Sie zuvor seinen Zähler und Nenner mit multipliziert haben

.

,

Somit entfällt im Kurzschlussfall die Last in der Phase A, die Spannung darauf wird gleich Null und die Spannungen an den Phasen IN Und MIT Belastungen steigen linear an, d.h. V

einmal. Die neutrale Vorspannung ist in diesem Fall gleich der Phasenspannung. Das Vektordiagramm für diesen Fall ist in Abb. dargestellt. 8a.

2) Unterbrechen Sie eine der Phasen der Last mit gleichen Widerständen in den anderen beiden Phasen.

,

.

Die neutrale Vorspannung für diesen Fall wäre:

Die Spannungen an den Lastphasen betragen:

,

,

Also mit einer Pause in der Phase A Last, die Spannung darin wird 1,5-mal größer als die Phasenspannung, die Spannung an den Phasen IN Und MIT Wenn die Belastung abnimmt und die halbe Netzspannung erreicht, wird die Vorspannung des Neutralleiters gleich der halben Phasenspannung.

Das Vektordiagramm für diesen Fall ist in Abb. dargestellt. 8b

7.5. Leistung in einem Drehstromkreis und ihre Messung.

Berücksichtigt man dies für einen symmetrischen Drehstromkreis mit Sternschaltung

,

und für ein verbundenes Dreieck

,

, erhalten wir, unabhängig von der Art der Verbindung

Wo - Phasenverschiebung zwischen Phasenspannung und Phasenstrom (cosφ – Leistungsfaktor).

Ebenso erhalten wir für Blind- und Scheinleistungen bei symmetrischer Belastung:

Bei unsymmetrischer Belastung werden die Leistungen für jede der Last-(Quellen-)Phasen separat berechnet und anschließend aufsummiert.

Um die Leistung in einem durch einen Stern verbundenen Vierleiter-Drehstromkreis zu messen, werden Wattmeter gemäß der in Abb. 1 gezeigten Schaltung eingeschaltet. 7.9.

Die von der Last verbrauchte Gesamtleistung entspricht der Summe der Messwerte von drei in den Phasen enthaltenen Voltmetern A, B Und MIT. In einer Dreileiterschaltung werden zwei Wattmeter verwendet, die gemäß der in Abb. 1 gezeigten Schaltung angeschlossen sind. 7.10.

Zeigen wir, dass die von zwei Wattmetern angezeigte Leistung gleich ist volle Kraft Dreiphasenschaltung (die sogenannte Zwei-Wattmeter-Schaltung oder Aarons Schaltung).

Der herausragende russische Ingenieur-Erfinder Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky erfand zusätzlich zum Asynchronmotor Drei Phasen elektrisches Netzwerk , der einen solchen Motor antreiben könnte.

Ein Drehstromsystem besteht aus drei getrennten Stromkreisen, in denen sinusförmige EMK gleicher Frequenz wirken, die wiederum um 120° gegeneinander verschoben sind und von einer Energiequelle erzeugt werden. Die Energiequelle ist meist ein Drehstromgenerator.

Der Vorteil einer Dreiphasenschaltung ist ihre Ausgewogenheit. Das heißt, die Summe sofortige Kraft Drehstromkreis, bleibt über die gesamte Periode der EMF konstant.

Ein dreiphasiger Generator verfügt über drei unabhängige Wicklungen, die um einen Winkel von 120° gegeneinander versetzt sind. Ebenso wie die Wicklungen sind die Anfangsphasen der EMK um 120° verschoben. Die Gleichungen, die die Änderung der EMF in jeder der Wicklungen beschreiben, lauten wie folgt:

Das Vektordiagramm der EMF zum Anfangszeitpunkt besteht aus drei Vektoren, deren Länge gleich ist Amplitudenwert EMF Em und der Winkel zwischen ihnen beträgt 120°. Wenn Sie die Vektoren relativ zu einer festen Achse gegen den Uhrzeigersinn drehen, verlaufen sie in der Reihenfolge Ea, Eb, Ec, diese Reihenfolge wird aufgerufen gerade Reihenfolge.

Tatsächlich könnte jede einzelne Phase angeschlossen werden separate Drähte, aber in diesem Fall würde ein inkohärentes Sechs-Draht-System erhalten. Dies wäre aus wirtschaftlicher Sicht äußerst unrentabel, da es schließlich eine Materialverschwendung wäre. Um dies zu vermeiden, wurden vernetzte Verbindungssysteme erfunden.

Sternverbindung

Wenn die Wicklungen mit einem Stern verbunden werden, haben alle drei Phasen eine gemeinsamer Punkt- null. In diesem Fall kann ein solches System dreiadrig oder vieradrig sein. Im letzteren Fall wird es verwendet Neutralleiter. Der Neutralleiter wird nicht benötigt, wenn das System symmetrisch istDie Ströme in den Phasen eines solchen Systems sind gleich. Wenn die Last jedoch asymmetrisch ist, sind die Phasenströme unterschiedlich und im Neutralleiter entsteht ein Strom, der der Vektorsumme der Phasenströme entspricht

Außerdem kann der Neutralleiter als eine der Phasen fungieren. Bei einem Ausfall verhindert dies den Ausfall des gesamten Systems. Allerdings muss berücksichtigt werden, dass der Neutralleiter nicht für solche Belastungen ausgelegt ist und zur Einsparung von Metall und Isolierung für niedrigere Ströme als in Phasen ausgelegt ist.

In Drehstromkreisen gibt es sogenannte Phasen- und Phasenspannungen und -ströme.

Die Phasenspannung ist die Potentialdifferenz zwischen dem Nullpunkt und dem linearen Draht. Vereinfacht ausgedrückt ist die Phasenspannung die Spannung an der Phase.

Die Netzspannung ist die Potenzialdifferenz zwischen den Leitungsdrähten.

Bei einer Sternschaltung verhalten sich die Phasen- und Linearspannungen wie folgt

Und Phasen- und Linearströme bei symmetrischer Last sind gleich

Daraus können wir schließen, dass sich in einem symmetrischen Dreiphasenstromkreis, wenn die Phasen durch einen Stern verbunden sind, die Spannungen um das 1,72-fache voneinander unterscheiden und die linearen und Phasenströme gleich sind.

Delta-Verbindung

Bei einer Dreiecksverbindung wird das Ende einer Wicklung mit dem Anfang der anderen verbunden. Somit entsteht ein geschlossener Kreislauf.

Bei einem solchen Anschluss steht jede Phase unter linearer Spannung, d. h. die lineare Spannung und die Phasenspannung sind gleich

Und Phasen- und Linearströme hängen zusammen

In ähnlicher Weise ziehen wir eine Schlussfolgerung für eine Dreiecksverbindung: Wenn in einem symmetrischen Dreiphasenstromkreis die Phasen durch ein Dreieck verbunden sind, unterscheiden sich die Ströme um das 1,72-fache voneinander und die linearen und Phasenspannungen sind gleich.